2024年3月20日发(作者：)

IPv6技术简介

自从计算机网络产生之后，就一直以飞快的速度在发展，在许多方面使得我们一般的人

都无法跟从和了解，在网络的基础原理上也是一样，如IPv6。虽然在好几年以前就已经有

不少的媒体和人开始谈论IPv6，但是作为一般的人始终都没有多少了解和接触。 以下我们

将针对IPv6做一个简单的介绍：

IPv6是“Internet Protocol Version 6”的缩写，它是IETF设计的用于替代现行版本IP协议

-IPv4-的下一代IP协议。

目前Internet中广泛使用的IPv4协议，也就是人们常说的IP协议，已经有近20年的

历史了。随着Internet技术的迅猛发展和规模的不断扩大，IPv4已经暴露出了许多问题，

而其中最重要的一个问题就是IP地址资源的短缺。有预测表明，以目前Internet发展的速

度来计算，在未来的5到10年间，所有的IPv4地址将分配完毕。尽管目前已经采取了一些

措施来保护IPv4地址资源的合理利用，如非传统网络区域路由和网络地址翻译，但是均不

能从根本上解决问题。

为了彻底解决IPv4存在的问题，IETF从1995年开始就着手研究开发下一代IP协议，

即IPv6。IPv6具有长达128位的地址空间，可以彻底解决IPv4地址不足的问题，除此之外，

IPv6还采用了分级地址模式、高效IP包头、服务质量、主机地址自动配置、认证和加密等

许多技术。

一、IPv6的地址格式和结构

与IPv4的32地址相比，IPv6 的地址要长的多。IPv6共有128位地址，是IPv4的整

整四倍。与IPv4一样，一个字段由16位二进制数组成，因此，IPv6有8个字段。每个字

段的最大值为16384，但在书写时用四位的十六进制数字表示，并且字段与字段之间用“：”

隔开，而不是原来的“.”，而且字段中前面为零的数值可以省略，如果整个字段为零，那

么也可以省略。128位地址所形成的地址空间在可预见的很长时期内，它能够为所有可以想

象出的网络设备提供一个全球唯一的地址。128位地址空间包含的准确地址数是340，282，

366，920，938，463，463，374，607，431，768，211，456。

IPv6的地址如上图所示。其书写格式为X:X:X:X:X:X:X:X,其中每一个X代表四位十六

进制数。除了128位的地址空间，IPv6还为点对点通信设计了一种具有分级结构的地址，

这种地址被称为可聚合全局单点广播地址（Aggregatable global unicast address），开

头3个地址位是地址类型前缀，用于区别其它地址类型，其后依次为13位TLA ID、32位 NLA

ID、16位SLA ID和64位主机接口ID，分别用于标识分级结构中自顶向底排列的TLA（Top

Level Aggregator，顶级聚合体）、NLA（Next Level Aggregator，下级聚合体）、SLA（Site

Level Aggregator，位置级聚合体）和主机接口。

“FP”是就是地址前缀（也称为“格式前缀”），用于区别其它地址类型，TLA是与长

途服务供应商和电话公司相互连接的公共网络接入点，它从国际Internet注册机构（如

IANA）处获得地址。NLA通常是大型ISP，它从TLA处申请获得地址，并为SLA分配地址。

SLA也可称为订阅者（subscriber），它可以是一个机构或一个小型 ISP。SLA负责为属于

它的订阅者分配地址。SLA通常为其订阅者分配由连续地址组成的地址块，以便这些机构可

以建立自己的地址分级结构以识别不同的子网。分级结构的最底层是网络主机。

二、IPv6中的地址分类

IPv6定义了三种不同的地址类型。分别为单点传送地址(Unicast Address)，多点传送

地址（Multicast Address）和任意点传送地址（Anycast Address）。所有类型的IPv6地

址都是属于接口（Interface）而不是节点（node）。一个IPv6单点传送地址被赋给某一个

接口，而一个接口又只能属于某一个特定的节点，因此一个节点的任意一个接口的单点传送

地址都可以用来标示该节点。

IPv6中的单点传送地址是连续的，以位为单位的可掩码地址与带有CIDR的IPv4地址

很类似，一个标识符仅标识一个接口的情况。在IPv6中有多种单点传送地址形式，包括基

于全局提供者的单点传送地址、基于地理位置的单点传送地址、NSAP地址、IPX地址、节点

本地地址、链路本地地址和兼容IPv4的主机地址等。

多点传送地址是一个地址标识符对应多个接口的情况（通常属于不同节点）。IPv6多

点传送地址用于表示一组节点。一个节点可能会属于几个多点传送地址。这个功能被多媒体

应用程序所广泛使用，它们需要一个节点到多个节点的传输。RFC-2373对于多点传送地址

进行了更为详细的说明，并给出了一系列预先定义的多点传送地址。

任意点传送地址也是一个标识符对应多个接口的情况。如果一个报文要求被传送到一个

任意点传送地址，则它将被传送到由该地址标识的一组接口中的最近一个（根据路由选择协

议距离度量方式决定）。任意点传送地址是从单点传送地址空间中划分出来的，因此它可以

使用表示单点传送地址的任何形式。从语法上来看，它与单点传送地址间是没有差别的。当

一个单点传送地址被指向多于一个接口时，该地址就成为任意点传送地址，并且被明确指明。

当用户发送一个数据包到这个任意点传送地址时，离用户最近的一个服务器将响应用户。这

对于一个经常移动和变更的网络用户大有益处。

那么从接口主机来讲（主要从功用来分），IPv6又可以把主机接口类型进行地址配置：

全球地址（Globally）、全球单播地址（unicast）、区域地址（on-site）、链路本地地址

（link local address）、地区本地地址（site local address）、广播地址（Broadcast）、

多播群地址（multicast group address）、任播地址（anycast address）、移动地址

（Mobility）、家乡地址（home address）、转交地址（care-of address）。

三、IPv6中的地址配置

大家知道，当主机IP地址需要经常改动的时候，手工配置和管理静态IP地址是一件非

常烦琐和困难的工作。在IPv4中，DHCP协议可以实现主机IP地址的自动设置。其工作过

程大致如下：一个DHCP服务器拥有一个IP地址池，主机从DHCP服务器申请IP地址并获得

有关的配置信息（如缺省网关、DNS服务器等），由此达到自动设置主机IP地址的目的。